分离过程答案

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,HW-10,1,、一种精馏塔塔板性能测定如下：空气向上穿过单块塔板，塔板上横向流过大量的纯乙二醇。进料及整个塔板上的温度是均匀的，即,53,。在该温度下，乙二醇的蒸汽压力为,133Pa,。实测表明，出口气体中乙二醇的摩尔分数为,0.001,，操作压力是,101.3kPa,。求：,（,1,）塔板的,Murphree,气相效率是多少？,（,2,）如果利用同样的塔板，以及同样的乙二醇和空气流速建立一个塔，使得出口气体中乙二醇饱和到,99%,，需要多少块塔板？忽略塔内的压降，并假设在,53,和,101.3kPa,下操作。,（,3,）在（,2,）中塔板效率是多少？,（,4,）在（,2,）中，如果塔板上乙二醇的返混程度明显增加，对所需的塔板数有何影响？,解：,（,1,）,Murphree,气相板效率,（,2,）从第一块塔板开始逐板计算,（,3,）全塔的板效率均为,76.17%,（,4,）如果塔板上乙二的返混程度增加，则塔板效率降低，故塔板数增加。,i,乙二醇,/EG,注意：,“返混”与“混合”的区别,2,、,Hay,和,Johnson,在,0.2032m,直径,5,块塔板的设备中，研究了用筛板塔精馏甲醇,-,水混合物的操作性能。由全回流时所作的测量推知，气相,Murphree,效率,E,MV,和点效率,E,OG,的数值与平均气相组成的关系，结果如下表所示：,y,甲醇,，,%,10,20,30,40,60,E,OG,0.66,0.69,0.72,0.73,0.74,E,MV,1.04,0.95,0.87,0.83,0.82,E,MV,/,E,OG,1.58,1.38,1.21,1.14,1.11,根据上述数据，解释：,（,1,）为何,E,MV,E,OG,；,（,2,）为何,E,OG,随甲醇,mo,的,l,分数增加而增大；,（,3,）为何,E,MV,随甲醇,mol,的分数的增加而减小。,解：,E,MV,与,E,OG,的相对大小，与板上的混合状况相关。分三种情况：,（,1,）为何,E,MV,E,OG,；,情况,I,：板上液体完全混合，则,E,MV,=,E,OG,=1,exp(,N,OG,),。,情况,II,：板上液体完全不混合（活塞流），则,E,MV,=,exp(,E,OG,/,)-1,，即,E,MV,E,OG,。,情况,III,：板上液体部分混合，有纵向混合和横向混合，纵向混合使,E,MV,/,E,OG,降低；而横向混合使,E,MV,/,E,OG,增加。,可见，在不完全混合的情况下，,E,MV,总是大于,E,OG,。,（,2,）为何,E,OG,随,y,甲醇,的增加而增大；,根据气相总传质单元数定义,可见，随气相浓度增加，也即分离要求提高，或推动力变小，则,N,OG,增大，进而使,E,OG,相应增大。,（,3,）为何,E,MV,随甲醇,mol,的分数的增加而减小。,根据表数据，整理出,E,MV,/,E,OG,随,y,甲醇,的增加而减小，说明这是纵向混合的结果。,